發現法在學習中的運用

高文輝

(長春師范學院招生就業辦,吉林長春 130032)

每當我們談到教學方法的改革時,一般總要提起美國心理學家布魯納 (J1S1Bruner)所倡導的發現學習法。然而,人們對發現學習的含義理解各異,對發現學習的效用褒貶不一,對發現學習的可行性常走極端。本文略就發現學習的特點、效果、局限性、可行性等問題談談自己的看法。

一、發現學習的特點

波多野完治等主編的《學習心理學手冊》指出:發現學習有三個特點,一是學習者借助于發現的 (嚴格地說是再發現的)方法而進行的學習;二是以基本教材為內容的學習;三是以形成探索性思維能力為目標的學習。他們認為:方法、內容和目標三個方面是有機地聯系著的。如果想給發現學習下個定義的話,就可以這樣來表述:發現學習是以培養探索性思維為目標,以基本教材為內容,使學生通過再發現的步驟而進行的學習。

(一)發現的方法

發現學習所說的“發現”,實質上是一種再發現。就是說,發現不是忠實地沿著原發現的路線進行的,而是沿著再發現的路線進行的。有的人不明此理而責難發現法。例如,一位數學家曾說:“人類為了發現O這個概念,實際上花費了9個世紀的漫長歲月。怎么能讓小學生去發現它呢?”

為了便于學生的再發現,必須重新編排原發現的過程,使之變成像小孩走路那樣容易的過程。一般采用縮短 (即把原發現的漫長過程縮短為捷徑)、平坦化 (即把原發現的陡坡變為平緩的坡道,但仍有障礙需要學生努力去攀登)和精簡化 (即把原發現的很多岐路和迷路削減為少量的岔道)等方法。重新編排原發現過程,通常是沿著從感性認識到理性認識的路線,而不必沿著原發現的文化史的路線。例如,關于“物體沉浮”的發現方法,即使不知道阿基米德定律發現的歷史過程,也可根據認識過程的路線將其編排出來。從成年人的眼光看,再發現對學生來說也是新的發現學習。可以說,學生是以“小科學家”、“小發明家”的姿態向未知世界挑戰,探索其奧秘。學生在再發現時所經歷的學習過程,大體上有以下四個階段:①產生問題意識 (學習欲望等),觀察具體事實;②根據事實提出有效假設;③把假設上升為概念;④把概念轉化為能力。由于采取了這樣的發現過程,學生不僅能夠掌握知識結果,而且能夠掌握知識過程。問題解決學習有利于掌握知識過程,對知識結果的掌握較差,而接受學習則相反。可以說,發現學習是一種把問題解決學習和接受學習的優點有機結合起來的學習形態。

(二)發現方法和教材結合

近代初期的古典發現學習,大都不關心學習的內容,僅僅把發現學習作為一種單純的方法。然而,現代的發現學習,是和內容緊密聯系著的,方法 (怎么學)和內容 (學什么)是相輔相成的。從方法方面來說,由于發現學習是再發現的過程,因此所費時間較多,一些研究表明,發現學習所需要的學習時間,大體上是接受學習的11/3或11/2倍。因此,精選教材就是絕對必要的。作為內容的基本教材,不一定必須和發現的方法相結合。但是,若想徹底理解教材,只是掌握知識的結果是不夠的。如果重視知識的過程,按再發現的過程編排基本教材,讓學生自己探索式地走完這個過程,就能夠深刻理解,真正掌握基本教材。學生不僅知道所達到的結果,而且知道達到結果的程序。

(三)形成探索性的思維方法

發現學習所要形成的能力是多種多樣的,但是成為這些能力的中心的是所謂的“探索性思維能力”。先讓我們觀察一下在發現學習中學生的探索性動作:①首先學生面對著教師所創設的新奇而未知的情境,他已經形成的思維方式就會發生混亂,為了消除這種混亂,他就產生了學習的欲望并著手進行探索;②接著學生從展現于自己面前的幾種可能性中,選擇出一種最有希望的可能性作為解決問題的假設。這是通過所謂選擇性思維而實現的。發現學習的成敗多半取決于是否形成了良好的選擇性思維。重視選擇性思維是發現學習不同于其他學習形態的獨特的特點;③進而考察作為解決問題的假設。就是通過和事實的對照,對假設進行分析和綜合并加以精練,把假設提高到規律性的高度。到此,探索性的發現即可暫告完成。

由此可見,發現學習是一種探索性的過程。在這種探索性的行為實踐中,顯然能夠形成探索性思維方法。在知識和信息迅猛增長并不斷更新的時代,掌握知識的過程比學得知識的結果重要,特別是掌握知識的探索性思維方法尤為重要。但是,由此而輕視掌握知識的結果也是錯誤的。特別是基礎性的知識結果是將來創造知識的鋪路石,更是輕視不得的。不過,為了使基礎性的知識結果成為將來創造知識的基礎,仍然需以知識過程作為保證。

二、發現學習的效果

根據布魯納的觀點和西文一些心理學家研究的結果,綜合起來看發現學習有如下的優點或效果。

(一)發現學習有利于培養內在動機

所謂學習動機是指直接推動學生進行學習的動力。一般可分為內在動機和外在動機兩種。前者是指學習的動力來自學生對學科內容本身的興趣與好奇心等,其核心因素是求知欲;后者指學習的動力來自教師或家長的獎懲、學習分數、學習競賽等。

布魯納認為,由獎懲等這類外在動機支配的學習,會助長學生被動學習的定勢,有把學習作為獲得獎勵避免懲罰的手段而知識的掌握僅僅停留在皮毛上的危險性。與此相反,由對學科知識本身的興趣或求知欲這種內在動機所支配的學習,會激勵學生積極主動地掌握知識和運用知識。而以解決問題思維為軸心而展開的發現學習,恰恰能夠激起學生的好奇心或求知欲這樣的內在動機。所以,布魯納認為,發現學習可使學生擺脫外在的動機作用。

(二)發現學習有利于學會發現的技巧

布魯納假設,人只有通過解決問題的練習和努力于發現,才能學會發現的技巧。他說,越是在這方面有實踐經驗的人,越能把學習歸納成一種探索的方式。例如,當我們面臨著自己從未經驗過的新奇情境的時候,從開始感到疑惑到最后解決,往往需要經過長期而復雜的思維過程,可是一旦積累了這種經驗,再遇到類似的場面時思維過程就會驚人地縮短,迅速地作出有效的反應。這是由于搜集信息的方式、提出假設的方式、驗證的方式等被模式化了的結果。就是說,學會了發現的方法,并能迅速地遷移到類似的情境中去。而以觀察事實、提出假設、驗證假設等思維過程為基本骨架的發現學習,在使解決問題的方式或發現的方式模式化方面起著極為重要的作用。

這種模式化遷移能力具體地表現在學習效果上。一些實驗研究表明,在向類似問題或更高層次的陌生問題的遷移力上,采用發現學習的組一般要比采用程序方式學習的組高出20%～30%,這是在語文以及數理學科中可以普遍看到的一種特點。

(三)發現學習有利于形成探索的態度

培養學生的探索態度是發現學習的最重要的目標,也是發現學習的最大的特點。

發現學習是以重視得出結論的程序這種觀點為生命的。讓學生在再發現中探索科學的形成過程,不僅可以使他們獲得現代科學前沿的知識,而且能夠形成一種探索的精神。因為再發現過程中解決問題的思維、直覺思維或觀察力,假設的構思、比較或類推思維等,都為培養創造性探索態度提供了最有效的條件。

(四)發現學習有利于記憶的保持

米勒 (G.A.Miller)認為,人的記憶主要是檢索而不是貯存,而檢索的關鍵在于組織。布魯納采納了米勒的觀點并用實驗說明用發現法學到的材料易被記住。這是由于信息嵌進了一個人已有的認識結構中,減少了材料的復雜性,致使材料較容易檢索。布魯納說,一般按照個人自己的興趣和認識結構組織起來的材料,乃是最有希望在記憶中“提取”的材料。

三、發現學習的限制

和任何事物都有兩重性一樣,發現學習既有優越性的一面,又有局限性的一面。可是,在介紹和提倡發現法時,存在著評價過高的偏向。在這里,僅就其中一些主要的錯誤看法,談談個人的意見。

(一)“真知都是通過學生的自我發現來獲得的”

對于發現學習的最普通、最形而上學的論點是:對真正占有知識來講,學習者必須獨立地即通過本人的悟性來發現。這是教育中的兒童中心的觀點。

事實上,有許多真知是無法借助發現來掌握的。例如,在物理學的歷史中,對于行星系的認識是一個非常有趣的問題。由于行星系的結構無法直接用肉眼觀察來把握,所以需要在觀念上先設想出某種宇宙形象。如像后代亞洲社會尋樣,把宇宙看成是罩在平而靜止的大地上的圓屋頂式的天空,而天體作為發光點在天空中移動著,這和現代物理學所認為的宇宙形象是根本不同的。據此看來,讓學生在課堂上來想象宇宙是什么樣子,可以說是毫無道理的。如果由教師提出來宇宙形象,學生就能確定它是否正確,并據此來預測自然現象。一個人所掌握的知識是否是真知,不在于他本身是否搞了“發現”,而在于他能否運用它們。

(二)“教育的首要目標是發展解決問題的能力”

發展解決問題的能力,無疑是一個重要的教育目標,但說它是教育的首要目標那就不對了。

把發展解決問題的能力視為教育主要目標的人,其依據之一是這樣的假設,即解決問題能力的發展和大量知識的獲得兩個目標是相同的,因而在學習者學習如何自動地發現知識的過程中,也就獲得他需要知道的一切重要題材的內容。這一假設是不確切的。首先,上述兩個目標盡管密切相關,但它們不是等同的,因而不能認為促成一個目標的方法,一定是促成另一個目標的方法。其次,說提高學生的解決問題能力是學校的首要職責,很可能沖擊另一個目標而終于挫敗本身的目標。假如,學生不花足夠時間去掌握一門學科的內容的話,他們無論怎樣“善于”解決問題,仍將解決不了涉及運用這些內容的重要課題。

(三)“教學內容只能通過發現法加以傳授”

有些教育家們擔心,抽象的概念如不經過學習者獨立去發現,就會變成鸚鵡學舌式的純粹語言的東西。因此,他們主張無論在中小學還是在大學都應采取發現技術作為傳授學科內容的首要方法。例如,伊斯利(J.A.Easley)曾撰文呼吁,要遵照發現法的路線而改組部分或全部的中學自然科學與數學等課程。

然而,從教學實際來看,把發現學習作為教學的一個重要方法,顯然是不合適的。發現式的缺點在于太費時間,這在“設計”和“安排”這種學習形式時是如此,在學生進行這種形式的學習時更是如此。另外,在發現法的學習情境中,學生有片面看問題的傾向,有過分根據有限經驗導出概括性結論的傾向。艾伯恩等人 (J.L.Evans)主張按法則→事例這樣的順序呈現效果最佳。認為,教師只舉出事例讓學生自己去發現法則,就可以導出錯誤的結論,這是不無道理的。例如,當兩個事例并存時,學生從第一個事例中發現某種法則,很可能將其應用于第二個事例中,但是所發現的法則可能和教師所要教給的不同。

認為問題解決必須以歸納推理為基礎才能實現的觀點,同樣是不正確的。阿特金等人認為教師事先提供概念的框架比較好,例如事先提供磁場的概念,小學生利用它們去解決問題也能取得某種程度的成功。

(四)“發現是激發內在動機的主要原因”

布魯納認為,通過發現學習,學生可以從得到好分數,得到教師或家長的獎賞之類外在動機中解放出來。認為發現是激發內在動機的主要原因或唯一原因,這也是不全面的。學生在再發現中會產生強烈的求知欲。這種求知欲無疑會成為推動學習的一種強大的內在動力。但是,能激發內在動機的因素很多,不僅限于發現這一種。例如,巴拉因 (D.E.Berlyne)認為,概念的沖突 (或認知沖突),如學生頭腦中新舊知識的矛盾所引起的“驚奇”,同時思考的幾個可解答案的“迷惑”等都可以起內在動機的作用,并且可以用于接受式的學習中。

四、發現學習的可行性

關于發現學習的可行性即適用范圍問題,目前還沒有統一的意見。波多野完治等人主編的《學習心理學手冊》一書是從教材和發展階段這兩個變量出發,來確定發現學習的合理界限的。

(一)教材

哪些學科最適于發現學習?哪些學科最不適于發現學習?這可從以下三個方面來考察。

第一,有明確規律性的學科。這是發現學習能夠成立的必要條件,一般具有嚴密體系的學科更符合這條要求。例如,數學或理科規則、法則是明確的并且有簡單→要素→復合這樣的邏輯體系。技術學科 (體育等)由于同樣的理由,也可以納入發現學習的適用范圍。社會科學反映著社會現象所具有的規律性,雖說不像數理學科那樣嚴密,但仍有運用的可能性。然而,藝術學科 (文學、音樂、美術等)由于距離有明確的規律性這項要求相差太遠,所以應用發現學習就相當困難。

第二,同生活經驗有聯系的學科。一個學科盡管有嚴密體系,有明確的規律性,但如果和具體的生活經驗沒有聯系,發現學習的展開也是相當困難的。因為和生活經驗有聯系,能激起學生強烈的問題意識和積極的思維活力;就會有向解決問題邁出第一步的線索;容易制作在發現中起重要作用的模型或復制品。從和生活經驗有聯系這一點來看,社會科學和理科最明顯,技術學科較明顯,而數學和語法則較弱。有人認為,在數學中生活經驗甚至會妨礙數概念的形成。藝術學科同生活保持密切聯系可能相當困難。

第三,容易探索形成過程的學科。這對發現學習來說是必要條件。這個觀點可進一步分為兩個方面來考慮:一是再現可能性;二是形成過程的簡化。從具體學科來看,理科教學容易滿足這兩個條件。技術學科能某種程度地滿足再現可能這一個條件,但形成過程的縮短或簡化卻是困難的。社會科學相反,能夠滿足第二條件,但滿足第一個條件很難 (例如歷史無法再現)。藝術學科滿足兩個條件都是困難的。例如,判定手工藝品的形成過程,不僅專家們感到非常困難,就是作者本人也是不可能的,同樣也不能期望形成過程的縮短。

由以上的考察可以看到,能以最純粹的形式采用發現法的是理科,而當學生達到中學生以上水平時,數學就能和理科一起成為發現學習的雙臂。社會科學雖然缺少一些條件,但也可以期待發現學習的效果。藝術學科應用發現學習一般說來比較困難,即使應用也不能照搬以自然科學為發生母體的發現法。

(二)發展階段

規定發現學習的第二個因素是發展階段。這個問題可從以下兩個角度來分析。

第一,已有知識或先行經驗儲備豐富的階段。因為,發現學習成功與否的關鍵在于能否提出有效的假設,而假設的提出是以較豐富的知識經驗為前提的。研究者們認為,從已有知識經驗儲備的角度來看,從小學高年級到中學階段都可以采用發現學習作為正規的授課形式。

第二,學會選擇性思維的階段。面對著復雜的問題情境,學習在解決問題的過程中,會遇到各種各樣的岔路,從中選出自己認為最佳的路線,經過驗證一旦發現錯誤又能立即返回到出發點,逐漸找出最好的路線。這就是選擇性思維。顯然,其中包含著分析綜合的邏輯思維、可逆性思維等。選擇思維是發現學習過程中極為重要的一環。國外心理學家就這個問題所作的研究而得出的大致預測是,年級越高,發現學習的效果越好,其下限為小學高年級,這是就以發現學習作為普遍授課形式而言的。如果通過具體事物的操作或者創設和生活經驗有聯系的問題情境來掌握自然界的規律性,那么,即使是小學低年級也可以采用發現學習。在凱林 (A1Carin)的著作中有這樣一個實例,讓小學低年級學生通過觀察、實驗、制作謎語卡片等,能夠很好地發現降水現象的機制。

五、結論

1.發現學習既有優越性的一面,又有局限性的一面;既有可行性的一面,又有行不通的一面。因此,對發現學習持全盤肯定或全盤否定的態度,都是沒有根據的、不合乎邏輯的。

2.從理論上講,數理學科應用發現學習最理想,社會學科也可以應用。但由于發現學習本身的缺陷,特別是費時多等缺點,即便是在數理學科的教學中也不能全面地采用發現法。應當在某些學科的某些內容的教學中適當地采取發現學習的方法。

3.如果把發現學習作為普遍的授課形式的話,那就必須當小學生達到高年級以上的水平才能夠實行。但是,如果在某些內容方面采取某種特殊形式進行教學,即使在小學低年級也可采用發現法。